2600萬年一次的大滅絕,是偶然的巧合,還是有一顆太陽伴星在作怪

2021-01-17 天文在線

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在1983年,兩位實驗物理學家理察·穆勒和路易斯·沃爾特·阿爾瓦雷茨討論了他們收到的一篇論文。這篇論文來自兩位德高望重的古生物學家戴維·勞普和約翰·塞普科斯基,他們在這篇文章中提出了一個令人震驚的主張,每2600萬年就有一次大災難發生在地球上,就像上緊的發條一樣規律。在1975年,阿爾瓦雷茨就曾提出過在6500萬年前,一顆小行星撞擊地球,導致恐龍滅絕。

許多古生物學家最初都不重視這個理論,雖然阿爾瓦雷茨獲得過諾貝爾物理學獎,但是這些古生物學家還是在公開場所中把他斥為「瘋子」。而戴維·勞普和約翰·塞普科斯基在那時便支持阿爾瓦雷茨的小行星理論,現在他們把自己的理論寄給阿爾瓦雷茨,或者更確切地說是他們的發現,因為他們沒有提供任何解釋。穆勒和阿爾瓦雷茨同意研究他們所提出的奇怪的說法:地球每2600萬年發生一次大災難。

勞普和塞普科斯基收集了大量關於物種滅絕的數據,這遠遠超過了以前所收集的數據。他們的分析表明,每2600萬年就有一次大範圍的物種滅絕。阿爾瓦雷茨的研究已經表明,至少有兩次滅絕是由小行星撞擊造成的。一次是在6500萬年前的白堊紀末期滅絕了恐龍,另一次是在始新世末期,在3500-3900萬年前殺死了許多陸地哺乳動物。

但是這些新的發現令人難以置信,這類事件的起因是什麼?一顆小行星會每2600萬年襲擊地球一次,這是可能的嗎?一顆小行星在接近太陽的地方撞擊地球的機率只有十億分之一左右。這類事件所發生時間也應該是隨機間隔的,而不是每2600萬年精確地發生一次。是什麼能讓這類事件的發生達到這樣的規律?這很可笑,但是物理學家有一句諷刺的話:「如果它發生了,那麼它一定是可能的。」

穆勒用物理學家而不是古生物學家的方式重新放置了數據,使得每次滅絕發生的時間和強度上都有不確定性。然後他以2600萬年的間隔放置箭頭。八個箭頭指向滅絕峰,只有兩個漏掉。新圖表比穆勒預期的更令人印象深刻。

這些數據看起來令人印象深刻,每2600萬年就有一次大規模的滅絕,我們知道其中兩次是由於小行星撞擊而引起的,但是這些滅絕事件都是有小行星引起的嗎?有規律小行星碰撞是什麼原因造成的?他們能想出什麼模型來解釋呢?

阿爾瓦雷茨向穆勒建議並提出一個模型,穆勒適時地同意了:「假設有一顆伴星繞太陽運行。每隔2600萬年,它就會接近地球並做些什麼,我不確定是什麼,但它會使小行星撞擊地球。也許它帶來了小行星。」阿爾瓦雷斯認為這是可能的,並且他們進行了計算,研究是否存在一顆伴星,這顆伴星有一個大的並且不會被其他恆星的引力影響的軌道。橢圓軌道的長軸與軌道的周期有關係,在這種情況下2600萬年,根據克卜勒第三定律便能得出。

穆勒很快就知道這大約是2.8光年。這使伴星足夠接近太陽,而就不會被其他恆星的引力控制。阿爾瓦雷茨對正在建設中的模型表示認同。假想的星星被命名為「復仇女神」(也被稱為涅墨西斯星)。有人暗示,「復仇女神」在穿過奧爾特雲時(一個圍繞太陽系外軌道的彗星帶)會擾亂一些彗星的軌道,並將它們送入太陽系的內部和我們的星球。「復仇女神」被認為是一個大質量的暗星,其體量比一個行星大得多,但不足以形成一個明亮的恆星,因此可能是紅矮星或褐矮星。

圖解:藝術家想像的涅墨西斯星及太陽

「復仇女神」還沒有被發現,如果它存在,尋找她無疑是大海撈針。在一百萬顆明亮的星星之間,如果我們知道它是哪一個,我們就能通過望遠鏡看到它。一旦我們知道它在哪裡,用一個小望遠鏡就可以很容易地測量出它與太陽的距離。

我們確切地知道什麼?我們知道,一個外星物體,就是彗星或小行星,6500萬年前撞擊地球,並導致恐龍在白堊紀末期滅絕。除此之外,我們認為地球遭受了彗星和小行星的周期性風暴。戴維·勞普和約翰·塞普科斯基對周期性大規模滅絕的重要發現有賴於對數據的堅定和仔細分析。周期性的滅絕,以及伴隨而來的周期性的火山爆發理論,似乎已經牢固地建立起來了。「復仇女神理論與我們所知道的物理學、天文學、地質學和古生物學都是一致的。但這是間接的(也可能是巧合),我們需要找到「復仇女神」才能知道真相。

圖解:塞德娜的軌道與太陽系其他主要天體的軌道比較,有人認為塞德娜運行軌道極大的偏心率可能暗示了涅墨西斯的存在,而這顆矮行星可能在太陽和涅墨西斯之間左右為難。

當阿爾瓦雷茨開始對「亞平寧山脈中一個不起眼的粘土層」感興趣時,他提出銥的痕量分析可以用來測量沉積速率,但對所有人來說,它都證明了外星撞擊已經發生了。粘土層在世界範圍內被發現,分析表明它是大約10%的小行星或彗星物質,其餘的來自於被撞擊而拋出的蒸發巖石。現在已知有五次大規模的滅絕具有銥信號。通過對撞擊造成的塵埃的氣候影響的研究,發現了核冬天的存在。當愛德華·安德斯在邊界粘土層發現煙塵時,就知道了大規模的滅絕和核冬天之間的聯繫。

勞普和塞普科斯基試圖證明大規模滅絕頻繁發生,這導致了一個令人驚訝的、起初完全無法解釋的結論:大規模滅絕每2600萬年就發生一次。根據這一發現,穆勒、馬克·戴維斯和皮特·赫特提出了「復仇女神」,這是一顆太陽的伴星,能夠引發彗星風暴,這也是大衛·惠特米爾和阿爾伯特·傑克遜同時提出的理論。這一理論立即引導穆勒和阿爾瓦雷斯觀察了對地球的影響與大規模滅絕遵循相同的時間表,這種相關性是由麥可·蘭皮諾和理察·斯託瑟斯獨立發現的。

事實證明,彗星風暴的概念比「復仇女神」理論本身更為普遍,更具可檢驗性,並導致人們相信在其持續的幾百萬年時間裡,大規模滅絕是時不時出現的。彗星風暴中的一個假設使唐納德·莫裡斯和穆勒找到了解釋地磁逆轉的方法。所有這些都來自「亞平寧山脈的一個不起眼的粘土層」。

我們觀察了腳下的巖石,預言了一顆恆星。現在我們需要直接的證據,一個有力的證據。

我認為這是一個正確的理論。它符合所有已知的事實,完全符合我們對常規大規模滅絕的認知,從火災風暴中發現的煙塵,核冬天,邊界粘土層中的銥信號,以及世界各地的撞擊坑,幾乎可以說它是完美的,除了一件事,沒有直接的證據,我們還沒有發現「復仇女神」。然而,這一缺失的證據本身並不能成為駁斥這種精彩理論的理由。 復仇女神可以被發現明天,或在未來20年的時間裡。

然而,復仇女神還沒有被發現的事實,對我來說,有點令人擔憂,依巴谷衛星在1989年發射並運行到1993年。它的任務是繪製一張非常精確的新星表。復仇女神沒有被發現,至少,如果它是還沒有被注意到的話。

我們還沒有確切的證據,其他理論也同樣有力。

我想復仇女神是存在的。有一件事是肯定的,我們每2600萬到3000萬年都會被巨大的小行星或彗星撞擊,它們確實會導致大規模的滅絕。下次可能是我們。

下一次是什麼時候?別擔心,再過1500萬年左右就不會了。但別以為我們是安全的,我們會被奇怪的流浪小行星以更正常的頻率撞擊,任何一顆小行星都可能產生同樣的致命結果。

參考資料

1.Wikipedia百科全書

2.天文學名詞

3. 不想讀文獻的漢子- thekeyboard

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